Reaktor Nuklir Mikro, Reaktor Nuklir yang Bisa Dibawa Menggunakan Truk

Reaktor Nuklir Mikro adalah reaktor nuklir dengan daya dan geometri yang lebih kecil dari small modular reactor dan reaktor nuklir […]

Pengangkutan Reaktor Nuklir Mikro menggunakan truk

Reaktor Nuklir Mikro adalah reaktor nuklir dengan daya dan geometri yang lebih kecil dari small modular reactor dan reaktor nuklir konvensional. Sebelum membahas lebih lanjut mengenai Reaktor Nuklir Mikro, mari mengenal reaktor nuklir terlebih dahulu.

Apa itu Reaktor Nuklir?

Reaktor Nuklir merupakan suatu alat untuk melangsungkan reaksi fisi nuklir berantai. Pada Manhattan Project, Enrico fermi berhasil melakukan reaksi fisi berantai setelah penemuan adanya reaksi fisi nuklir oleh Lisa Meitner, Otto Hahn dan Fritz Strassman. Keberhasilan Fermi dalam mengendalikan reaksi fisi berantai berakhir pada pembuatan bom atom yang kita kenal dengan nama “Fat Man” dan “Little Boy”. Teknologi ini termasuk teknologi yang berkembang dengan sangat cepat karena tujuannya untuk maksud tidak damai. Setelah peledakan bom atom di Hiroshima dan Nagasaki, rencana untuk menggunakan energi nuklir untuk damai mulai muncul. Titik terangnya yaitu pembangunan PLTN pertama di dunia yaitu BORAX III di Arco Amerika Serikat pada tahun 1951. Setelah itu, pengembangan PLTN terus berlangsung mulai dari Generasi I, Generasi II, Generasi III, Generasi III+ dan Generasi IV. Meskipun PLTN memiliki potensi energi yang masif, terdapat tiga permasalahan utama yang timbul dari pengoperasiannya yaitu:

  1. Capital Cost atau biaya investasi yang tinggi
  2. Dari proses fabrikasi bahan bakar hingga operasi PLTN menghasilkan limbah radioaktif
  3. Saat PLTN pada kondisi mati atau shutdown, bahan bakar yang telah mengalami reaksi fisi akan terus menghasilkan produk fisi sehingga menimbulkan kalor secara terus menerus

Karena ketiga permasalahan di atas, muncul ide mengenai Small Modular Reactor (SMR) yang merupakan reaktor konvensional namun lebih kecil. Daya reaktornya berikurang dari 1000-1600 MWe menjadi kurang dari 300 MWe. SMR sendiri merupakan reaktor modular, artinya segala komponen hingga penyusunannya langsung di pabrik. Penyusunan di pabrik tujuannya agar dapat mengurangi capital cost dan meningkatkan sistem keselamatan karena standar fabrikasi dapat lebih terjaga.

Reaktor Nuklir Mikro

Dari segi keselamatan dan capital cost, SMR lebih baik dari reaktor konvensional. Namun, geometri dan pembangkitan dayanya masih terlalu besar untuk skala industri. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, perlu konsep baru yaitu Reaktor Nuklir Mikro (RNM). Reaktor ini memiliki daya kurang dari 100 MWe dan diameter teras kurang dari 10 m [1]. Desain dari Desain RNM secara konsep tidak untuk pembangkitan listrik skala besar, sehingga biaya tiap kWe energi lebih besar dari SMR. Namun fokus dari desain RNM yaitu untuk keperluan industri (pembangkitan listrik skala kecil dan kogenerasi) serta keperluan darurat dengan memanfaatkan fleksibilitas dan mobilitas yang tidak terdapat pada SMR maupun reaktor konvensional. Salah satu contoh penerapannya yaitu untuk daerah yang belum teraliri listrik serta potensi energi terbarukannya rendah. Contoh lain yaitu digunakan untuk daerah yang terkena bencana alam tingkat besar atau keperluan untuk eksplorasi luar angkasa hingga eksplorasi laut dalam [2]. Berikut merupakan kelebihan dari RNM [3]:

  1. Portabilitas: RNM dapat beroperasi pada berbagai kondisi lingkungan seperti luar angkasa, laut, dan daerah rawan bencana alam karena sistem keselamatan yang inheren dan pasif.
  2. Fleksibilitas: RMN dapat bermanfaat sebagai pembangkit listrik, pemanas distrik dan kogenerasi seperti produksi hidrogen dan coal liquifaction karena dapat menghasilkan uap dengan suhu hingga 650°C.
  3. Transportabilitas: Transport dari RNM dapat menggunakan transportasi biasa seperti truk, kereta api dan pesawat.
  4. Keselamatan: RNM dapat melindungi diri sendiri dari berbagai kejadian baik internal (teras reaktor) maupun kejadian dari luar (bom, terorisme, dsb.)
  5. Longetivity: Waktu operasi yang panjang tanpa maintenance tambahan (pengkayaan uranium tinggi).
  6. Fabrikasi Pabrik: Penyusunan dari komponen RNM langsung di pabrik.
  7. Self-regulating: Tidak memerlukan operator tambahan yang terlalu banyak

Future of RNM

Konsep ini sekarang sedang dalam tahap penelitian. Terdapat beberapa institusi hingga perusahaan yang mencoba mendesain. Salah satunya yaitu Reaktor eVinci dengan daya 5 MWe oleh Westinghouse. Reaktor eVinci ini berbentuk Heat Pipe seperti pada Gambar 2. Berikutnya yaitu RNM dengan pendingin SCO2 yang memiliki daya 36,2 MWth oleh Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST). Reaktor ini memiliki diameter sekitar 1,6 m dan mampu beroperasi tanpa pengisian bahan bakar hingga 20 tahun [4].

Teknologi mengenai RNM sepertinya akan terus berkembang kedepannya, baik dari segi desain maupun penggunaan. Hal ini karena sifat RNM yang fleksibel dan memiliki mobilitas yang tinggi. Selain itu, RNM memiliki sistem keselamatan yang baik serta waktu operasi yang lama sebelum pengisian ulang bahan bakar sehingga tidak memerlukan operator khusus. Namun di balik keuntungan yang ditawarkan, terdapat kesulitan dari segi teknologi hingga regulasi yang perlu dihadapi. Diantarnya yaitu:

  1. Perlu pendingin yang optimal dan dapat digunakan untuk waktu yang lama.
  2. Perlu material yang baik secara mekanik seperti tahan guncangan dan tekanan tinggi serta tahan dari paparan neutron tinggi.
  3. Regulasi mengenai seifgard nuklir karena diperlukan uranium dengan pengkayaan tinggi jika ingin beroperasi dalam waktu yang lama.

Semoga Indonesia juga mengembangkan reaktor mikro ini untuk digunakan di berbagai pelosok Indonesia yang masih belum terjangkau listrik PLN.

Referensi:

[1] A. Peakman, Z. Hodgson dan B. Merk, “Advanced micro-reactor concepts,” Progress in Nuclear Energy, no. 107, pp. 61-70, 2018.

[2] B. Zohuri, Nuclear Micro Reactors, Cham: Springer, 2020.

[3] J. A. d. Nascimento, L. N. F. Guimarães, S. Ono dan P. D. C. Lobo, “Advanced micro-reactor for space and deep sea exploration,” dalam International Nuclear Atlantic Conference, Belo Horizonte, 2011.

[4] Y. Kim, D. Hartanto dan H. Yu, “Neutronics optimization and characterization of a longlife SCO2-cooled micro modular reactor,” International Journal of Energy Research, vol. 7, no. 41, pp. 976-948, 2017.

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *